FR2881884A1 - "radome adapte pour la protection d'une antenne hyperfrequence" - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un radôme adapté pour la protection d'une antenne hyperfréquence.Conformément à l'invention, de façon à éviter les distorsions, on adapte le radôme (1) au moyen de mailles selfiques dont les dimensions, formes disposition et/ou constitution varient d'un endroit à l'autre de la surface du radôme de façon à être adaptées à la courbure du radôme et présenter en combinaison avec le reste de la structure une "transparence" sensiblement constante en tous points du radôme. L'invention s'applique à la construction de radômes.

Description

L'invention a pour objet un radôme adapté pour

la protection d'une antenne hyperfréquence. Le radôme de l'invention est du type utilisant une couche d'un maté- riau diélectrique associée à une grille métallique d'adap 5 tation.

Dans la demande de brevet France n 84 03138 déposée par Le même demandeur le 29 Février 1984, publiée sous Le n 2 560 444, on a déjà décrit un radôme adapté de ce type. En bref, ce radôme comportait une couche d'un matériau diélectrique de qualité et d'épaisseur requises pour assurer la protection mécanique recherchée de l'antenne, cette couche de matériau diélectrique étant associée à diverses grilles ou réseaux de fils noyés dans le diélectrique ou plaquéessur lui, ces réseaux et grilles étant calculés de façon que leur effet selfique compense l'effet capacitif du matériau diélectrique pour les fréquences d'utilisation de l'antenne, le radôme devenant ainsi "transparent" aux ondes électromagnétiques émises et reçues par l'antenne. Plus spécifiquement, Les réseaux en grilles métalliques sont constitués de mailles régulières, identiques entre elles, généralement carrées ou rectangulaires, éventuellement hexagonales, circulaires, cruciformes...

Mais la géométrie de tels réseaux en grilles métalliques à mailles régulières ne peut convenir entièrement que pour couvrir des surfaces planes. Dès lors que la surface est courbe, et en particulier lorsqu'elle n'est pas développable, ces solutions ne peuvent convenir entièrement, car il ne sera pas possible de couvrir la surface du radôme sans discontinuités importantes Locales des réseaux qui entraîneront des distorsions de transmis- sion.

L'objet de l'invention est d'éviter ces difficultés en permettant de créer un radôme adapté, quelle que soit la courbure du radôme et la nature de sa surfacer développable ou non.

Le radôme adapté pour la protection d'une antenne hyperfréquence utilisant une couche d'un matériau diélectrique associée à une grille métallique d'adaptation se caractérise à cet effet selon l'invention en ce que les mailles de La grille métallique ont des dimensions, formes, disposition et/ou constitution qui varient d'un endroit à l'autre de la surface du radôme, de façon, d'une part à être adaptées à la courbure et à l'emplacement locaux concernés du radôme, et d'autre part, à présenter en combinaison avec Le reste de La structure du radôme une "transparence" sensiblement constante en tous points du radôme pour les longueurs d'onde de travail considérées.

On conçoit, en effet, que si L'on n'utilise plus comme selon L'art antérieur des réseaux à mailles régulières, mais au contraire des réseaux à mailles pro- gressivement variables, en admettant par exemple une très légère modification de la géométrie de La maille qui ne sera plus par exemple une maille carrée, mais une maille quasi-carrée ou pseudo-carrée, on pourra tout en continuant à obtenir l'adaptation électromagnétique recherchée, concevoir une couverture totale de la surface courbe du radôme sans introduire en aucun endroit du radôme une discontinuité notable génératrice de déformations.

L'invention et sa mise en oeuvre apparaîtront plus clairement à l'aide de La description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés montrant, à titre d'exemple, un mode de réalisation. Dans ces dessins: la figure 1 montre schématiquement une vue d'ensemble d'un radôme sensiblement sphérique monté sur un support cylindrique, ce radôme étant équipé d'un ré-seau à mailles progressivement variables conformément à l'invention; - la figure 2 est une vue à plus grande échelle du détail entouré II à la figure 1; - la figure 3 montre à plus grande échelle une maille du réseau de la figure 2.

En se reportant, tout d'abord à la figure 1, on a montré un radôme de forme sensiblement sphérique repéré dans son ensemble 1, placé sur un support cylindrique 2. Comme illustré schématiquement à La figure 1, la surface du radôme a été décomposée en plusieurs sections, bandes ou zones contiguës. On observe ainsi par exemple.

- une calotte 3 formée de La zone comprise entre le sommet 4 et un parallèle repéré 5, - en dessous de la calotte 3, quatre zones de même importance dont trois repérées 6, 7, 8, sont visibles comprises entre le parallèle repéré 5 et le parallèle repéré 9 et des portions de quatre méridiens dont deux sont visibles 10, 11, divisant La bande comprise entre les deux parallèles 5 et 9 en quatre bandes égales de même angle au centre, - en dessous de cette région, entre les paral- lèles repérés 9 et 12, huit bandes ou zones dont cinq sont visibles repérées 13 à 17, contiguës séparées entre elles par des parties de méridiens tels que ceux repérés 18 à 21, - enfin, sous cette région, en dessous du parallèle 12, quatre zones dont trois sont visibles repérées 22 à 24, comprises entre le parallèle 12 et Le parallèle 25 de jonction avec le support 2 et séparées entre elles par quatre méridiens équidistants dont deux repérés 26, 27 sont visibles à La figure.

Conformément à l'invention, chacune des bandes ou zones ainsi ménagées sur Le radôme peut être recou- 10 15 20 25 verte d'un réseau quadrillé quasi-régulier de mailles à géométrie très légèrement et progressivement variables. En outre, pour faciliter cette décomposition, chaque zone peut être elle-même subdivisée en sous-zones.

Ainsi par exemple, la région telle que 6 comprise entre les méridiens 10 et 11 et entre les parallèles 5 et 9 va être subdivisée dans l'exemple illustré en trois sous-régions repérées 6a, 6b, 6c. Pour plus de clarté, la région 6a a été montrée à plus grande échelle à La figure 2, avec un nombre de mailles choisies arbitraire- ment pour les besoins de l'illustration à neuf fois cinq (9x5) mailles. Pour couvrir parfaitement cette partie de sphère, les mailles sont des mailles quasi-carrées ou pseudo-carrées, légèrement trapézoidales curvilignes. Dans la bande 6a, lorsqu'on descend le long d'un méridien, Les bases des mailles augmentent progressivement de e, e + E1,...

à e + E5 La hauteur ou Le côté des mailles reste par contre constant égal à h. Pour La bande 6b qui jouxte La bande 6a, on va retrouver le Long de La ligne de frontière commune 30, les mailles de largeur e, mais il y aura dix mailles dans La bande 6b au Lieu de neuf seulement dans la bande 6a.

De la même façon, dans la bande 6c, on va retrou- ver onze mailles sur cinq mailles (11x5). Cette variation géomé- trique progressive dans chaque bande permet de couvrir parfaitement la surface sphérique du radôme en conservant des mailles dont la géométrie varie très peu d'une maille à la suivante, et en évitant toute discontinuité dans la couverture. Bien entendu, La nature, constitution et dimensions de la maille est calculée, selon des méthodes connues, ou peut même être choisie expérimentalement, de façon à obtenir l'adaptation souhaitée en fonction du reste de la structure du radôme, essentiellement de l'épaisseur et de la nature du matériau diélectrique qui Le constitue. Bien entendu, les dimensions des mailles sont choisies de façon qu'un nombre entier de ces mailles assure la couverture de La zone ou bande à laquelle elles appartiennent. Par exemple, pour une bande telle que 6a, La Largeur e sera choisie de façon que si l'on appelle L La longueur du parallèle 5, on ait, dans l'exemple choisi d'une subdivision par quatre méridiens: L= 4 x n x e e étant La Largeur de la maille, et n le nombre de mailles (représenté comme égal à 9 à La figure 2).

De la même façon, la hauteur h est choisie de manière qu'elle soit un sous multiple de La Longueur du méridien Le long duquel elle est dirigée. Dans l'exemple illustré, on a donc supposé, si l'on appelle H la Longueur de La partie de méridien 10 que l'on avait H = 5 x 3 x h. Toujours dans l'exemple illustré, pour couvrir la calotte 3, on aura avantage, comme suggéré au dessin à la figure 1, de diviser la calotte par des parallèles équidistants, et d'inscrire dans chacun de ces parallèles des mailles circulaires, dont La constitution sera calculée de façon que l'effet selfique de ces mailles soit Le même que celle des mailles trapézoîdales utilisées pour Les bandes adjacentes 6.

On conçoit immédiatement qu'un tel processus de construction est simple à mettre en oeuvre, puisque l'effet selfique est immédiatement déterminé à partir des dimensions et formes des mailles et de leur consti tution: fil plus ou moins gros, par exemple.

De façon pratique, on pourra procéder de la façon suivante.

Des calculs ou des expérimentations préliminaires permettent de définir, non seulement Les paramètres géométriques de La grille plane à mailles carrées, théoriquement optimales, mais aussi des variations possibles de ces paramètres géométriques autour des valeurs nominales, sans que les caractéristiques radio électriques du radôme ainsi adapté passent en dessous des limites admissibles. En d'autres termes ces calculs ou expérimentations permettront de déterminer Les Limites acceptables de déformabilité en trapèze curviligne d'une maille tel que représenté à la figure 3 avec une petite base e, une grande base e + 1 et deux côtés h. Ensuite on divisera la surface du radôme en bandes élémentaires facilement traitables, telles par exemple que celles qui ont été présentées à la figure 1.

Ces bandes ainsi définies recevront un nombre entier semblable ou différent selon le lieu, d'une bande à La suivante, de mailles trapézoidales curvilignes iden- tiques, comme il a été indiqué précédemment, en particulier en référence à la figure 2, ces mailles pouvant être à géométrie progressivement variable (allant en s'agrandissant légèrement du bas vers le haut) pour La bande 6a illustrée à La figure 2, ou au contraire à géométrie constante selon Le lieu.

Les mailles et les rangées souples peuvent être réalisées de façon pratique en utilisant La technique des circuits imprimés plans sur substrat diélectrique souple.

D'autres techniques peuvent être mises en oeuvre telles que découpe chimique ou mécanique de tôles très minces, photogravure sur panneaux en forme, etc...

Si l'on désire que le radôme soit démontable pour faciliter la fabrication et le transport, il sera avantageusement décomposé en panneaux élémentaires, dont la jonction sera réalisée le Long des lignes frontières des bandes et zones précédemment définies, c'est-à-dire dans l'exemple illustré le long de méridiens et de parallèles.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. - Radôme adapté pour la protection d'une antenne hyperfréquence utilisant une couche d'un matériau diélectrique associée à une grille métallique d'adaptation, caractérisé en ce que les mailles de la grille métallique ont des dimensions, formes, disposition et/ou constitution qui varient d'un endroit à l'autre de La surface du radôme (1), de façon, d'une part, à être adaptées à la courbure et à l'emplacement locaux concernés du radôme, et d'autre part, à présenter en combinaison avec Le reste de la structure du radôme une "transparance" sensible-ment constante en tous points du radôme pour les Longueurs d'onde de travail considérées.

2. - Radôme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est subdivisé en bandes ou zones (3, 6-8, 13-17, 22-24) contiguës à l'intérieur desquelles la forme, La dimension, la disposition et/ou la constitution des mailles varient progressivement.

3. - Radôme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est subdivisé en bandes ou zones contiguës (3) à l'intérieur desquelles La forme, La dimension, La disposition et/ou la constitution des mailles sont identiques.

4. - Radôme selon la revendication 2 ou La revendication 3, caractérisé en ce que Le long des lignes de jonction (30) desdites zones ou bandes sont alignés Les côtés extrêmes des mailles des grilles recouvrant Lesdites zones ou bandes.

5. - Radôme selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites mailles ont une forme générale de trapèze curviligne.

6. - Radôme selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que lesdites mailles ont une forme générale de trapèze curviligne dont les dimensions sont choisies de façon qu'un nombre entier de ces mailles assure la couverture de la zone ou bande à laquelle elles appartiennent (6a, 6b, 6c).

7. - Radôme selon la revendication 6, caractérisé en ce que le long d'une même Ligne de jonction (30), on rencontre un nombre différent de mailles d'une zone ou bande à La suivante.

8. - Radôme selon la revendication 6, caractérisé en ce que le Long d'une même Ligne de jonction, on rencontre un nombre identique de mailles d'une zone ou bande à la suivante.